Đào tạo giáo viên dạy học liên môn, khuyến khích các bài kiểm tra tổng hợp - Một giải pháp hình thành và nâng cao năng lực kĩ thuật cho học sinh

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Interdisciplinary Sci., 2014, Vol. 59, No. 6, pp. 3-9 ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN DẠY HỌC LIÊN MÔN, KHUYẾN KHÍCH CÁC BÀI KIỂM TRA TỔNG HỢP - MỘT GIẢI PHÁP HÌNH THÀNH VÀ NÂNG CAO NĂNG LỰC KĨ THUẬT CHO HỌC SINH Nguyễn Tân Ân Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt. Bài báo chỉ ra rằng để dạy học hướng năng lực một cách hiệu quả, giáo viên cần phải có kiến thức tổng hợp của nhiều môn. Sau khi phân tích mối quan hệ giữa công nghệ và công nghệ thông tin và truyền thông, tác giả đã đề xuất cần đào tạo giáo viên liên môn Công nghệ và Tin học. Bài báo cũng trình bày một số hướng ra đề kiểm tra năng lực công nghệ của học sinh được sáng tạo trên cơ sở những ý tưởng của những chiến lược, những phương pháp giải quyết vấn đề của công nghệ thông tin. Từ khóa: Dạy học liên môn, kiểm tra tổng hợp, năng lực kĩ thuật. 1. Mở đầu Trong công cuộc cải cách giáo dục hiện nay, dạy học hướng năng lực đang là vấn đề được nhiều nhà giáo dục quan tâm. Tại sao học sinh Việt Nam nắm kiến thức từng môn khoa học khá vững nhưng khả năng giải quyết những vấn đề đặt ra trong thực tế lại không cao. Nhiều người cho rằng, đó là kết quả của một quá trình giáo dục nặng về lí thuyết, giáo điều, xa rời thực tiễn, nặng về ứng thí nhằm giúp học sinh hướng tới những bằng cấp cần cho sự tiến thân sau này. Điều đó đúng. Tuy nhiên, ở đây chúng tôi lưu ý rằng, bên cạnh những lí do đó, kiến thức mà nền giáo dục cũ kĩ truyền đạt cho các em là những kiến thức của các môn khoa học rời rạc, thiếu sự gắn kết với nhau và thiếu sự gắn kết với thực tiễn. Đây cũng chính là một nguyên nhân làm hạn chế khả năng vận dụng tri thức có được của các em vào giải quyết những vấn đề vốn vô cùng phong phú trong cuộc sống. Để giải quyết những vấn đề đặt ra trong thực tiễn, đòi hỏi mỗi người phải có kiến thức tổng hợp. Làm thế nào để học sinh có được những kiến thức tổng hợp? Chúng ta hãy bắt đầu từ khâu then chốt là đào tạo người thầy. Muốn học sinh có được kiến thức của nhiều môn gắn kết với nhau, gắn kết với thực tế phải có những người thầy có những kiến thức như thế, tức là người thầy có thể dạy được nhiều môn. Bài báo này trình bày một con đường giúp hình Ngày nhận bài: 15/3/2014. Ngày nhận đăng: 15/6/2014. Tác giả liên lạc: Nguyễn Tân Ân, e-mail: nguyentanan@yahoo.com 3 Nguyễn Tân Ân thành và nâng cao năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh là đào tạo các giáo viên liên môn, khuyến khích các bài kiểm tra tổng hợp đòi hỏi kiến thức của nhiều môn mới làm được. Trong khuôn khổ của bài báo, năng lực giải quyết vấn đề ở đây được hạn chế trong khuôn khổ năng lực giải quyết các vấn đề kĩ thuật và liên môn ở đây chỉ tập trung vào sự liên môn giũa hai môn: Công nghệ và Tin học. Bài báo gồm 4 phần: Phần 1: Giới thiệu; Phần 2: Đào tạo giáo viên liên môn, khuyến khích các bài kiểm tra tổng hợp – con đường để nâng cao năng lực kĩ thuật cho học sinh phổ thông; Phần 3: Một số ý kiến bàn luận; Phần 4: Kết luận. Trong phần 2, khi nêu giải pháp, bài báo có phân tích cơ sở lí luận của vấn đề. Tuy nhiên, để cho gọn, những cơ sở về chủ trương, đường lối, những cơ sở về pháp lí chúng tôi xem như chúng ta đã thống nhất. Những cơ sở về lí luận nhận thức. . . chúng tôi cũng không bàn sâu mà xin để vào một dịp khác. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Đào tạo giáo viên dạy học liên môn, khuyến khích các bài kiểm tra tổng hợp - con đường hình thành năng lực kĩ thuật cho học sinh 2.1.1. Đào tạo giáo viên liên môn Năng lực của học sinh chỉ có thể có được trên cơ sở các em nắm vững kiến thức của nhiều nội dung khoa học có liên kết với nhau. Trên cơ sở của kiến thức từng môn và khối kiến thức tổng hợp liên môn các em mới có thể tập dượt và rèn luyện để có khả năng giải quyết tốt những vấn đề nảy sinh trong cuộc sống. Để học sinh có kiến thức tổng hợp, người thầy không những phải có kiến thức nhiều môn mà còn có khả năng kiên kết các kiến thức đó lại, hình thành tri thức tổng thể của bản thân để soi sáng những nội dung tổng hợp cần giúp học sinh lĩnh hội. Chỉ có kiến thức một môn hoặc có kiến thức một vài môn một cách rời rạc đều rất khó giảng dạy để các em có được tri thức tổng thể và vận dụng những kiến thức tổng thể đó. Một trường hợp liên môn phổ biến là liên môn giữa Tin học và các môn khác. Tuy nhiên trong khuôn khổ của báo cáo này chúng tôi chỉ hạn chế vấn đề bàn luận trong trường hợp liên môn giữa Công nghệ và Tin học nhằm nâng cao chất lượng dạy học hướng năng lực công nghệ cho học sinh phổ thông. Trong vài thập kỉ gần đây, những thành tựu của công nghệ thông tin và truyền thông (ICT: Information and Communication Technology) đã và đang ảnh hưởng mạnh mẽ đến mọi mặt của đời sống xã hội. Thực tế, ICT đã trở thành công cụ hữu hiệu đối với mọi ngành khoa học khác. Dễ thấy rằng, những thành tựu của các lĩnh vực khoa học khác ít nhiều đều có sự hỗ trợ của khoa học tính toán, khoa học lưu trữ, khoa học xử lí thông tin và truyền tin. Đối với các ngành công nghệ, điều này càng thể hiện rõ. ICT đã tạo ra những cải cách lớn và những bước tiến dài trong cả thiết kế lẫn trong chế tạo. Chất lượng sản phẩm, thời gian tạo ra sản phẩm và giá thành của sản phẩm đều được cải thiện đáng kể với sự ứng dụng ICT. Ngược lại sự phát triển của các ngành khoa học khác cũng kích thích và hỗ trợ sự phát triển của ICT. Giảng dạy Công nghệ và truyền bá những kiến thức kĩ thuật trong giai đoạn hiện 4 Đào tạo giáo viên dạy học liên môn, khuyến khích các bài kiểm tra... nay không thể không bàn gì đến ICT. Hình thành năng lực kĩ thuật cho học sinh cần trang bị đồng thời cả kiến thức về ICT và kiến thức về kĩ thuật nói chung. Có kiến thức về ICT, học sinh càng có điều kiện hiểu sâu hơn về công nghệ, càng có khả năng giải quyết các vấn đề của công nghệ một cách hiệu quả hơn vì các em đã nắm được một công cụ mạnh là ICT. Ngày nay, với thành tựu của ICT, nội dung môn Công nghệ cần có nhiều thay đổi. Không nên dạy vẽ thiết kế bằng thước kẻ và compa nữa, không nên dạy chế tạo những vật đơn giản bằng cách làm thủ công kiểu như thợ nguội, thợ gò. Những phần mềm vẽ thiết kế, những phần mềm thiết kế mạch điện, điện tử và những phần mềm thông dụng khác. . . giúp các em có thể tính toán, thử nghiệm, thay đổi kết cấu, thay đổi linh kiện một cách nhanh chóng, không tốn kém để có thể có được bản thiết kế hợp lí. Những phần mềm hỗ trợ chế tạo sẽ giúp quá trình chế tạo được tự động hóa, vừa nhanh vừa đảm bảo độ chính xác cao giúp các em có một tư duy giải quyết các vấn đề công nghệ một cách hiện đại, biến các ý đồ thiết kế thành sản phẩm thực. Ngược lại, có kiến thức về công nghệ, học sinh học ICT sẽ thuận lợi hơn. Nắm được nguyên lí hoạt động của các vi mạch, nắm được nguyên lí của các quá trình phát, truyền, nhận tín hiệu không dây và có dây,. . . giúp học sinh hiểu về công cụ kĩ thuật (máy tính và mạng) một cách sâu hơn, từ đó khai thác các công cụ này một cách hiệu quả hơn. Năng lực giải quyết vấn đề kĩ thuật của học sinh gắn liền với năng lực về ICT. Trong thời đại ngày nay, mỗi sản phẩm công nghệ đều chứa những tri thức về ICT. Những sản phẩm tham dự các cuộc thi ROBOCOM cho thấy rõ điều đó. Gần đây sản phẩm về dự báo bão của các em học sinh tiểu học đạt giải quốc tế cao cũng cho thấy, ngoài những kiến thức về khí hậu, thời tiết, khả năng tính toán dựa trên các số liệu thống kê, khả năng giải quyết bài toán dự báo trên máy tính của các em rất tốt. Trong tương lai, những sản phẩm công nghệ sẽ là những tay máy, người máy thông minh. Hiểu và có thể thiết kế, chế tạo ra những sản phẩm có hàm lượng tri thức cao như thế không thể không có kiến thức cả về công nghệ và ICT. ICT hỗ trợ cho công nghệ nhưng những vấn đề đặt ra trong công nghệ cũng kích thích và đòi hỏi sự phát triển của ICT. Thực tế công nghệ chế tạo những linh kiện tạo khả năng chế tạo những máy tính cấu hình cao đã hỗ trợ rất nhiều để ICT phát triển. Ở Viêt Nam những năm qua công nghệ và ICT đươc giảng độc lập. Không ai chịu trách nhiệm gắn kết các kiến thức này lại. Người giáo viên công nghệ hiểu rất ít về ICT, không hiểu đủ mức cần thiết về sự ảnh hưởng của ICT đối với sự phát triển của kĩ thuật, không nắm được tinh thần giải quyết các vấn đề công nghệ trong thời đại ICT. Do khuôn khổ của bài báo chúng tôi không dừng lại để chỉ ra và phân tích những bất cập của sự rời rạc đó ở đây. Giải pháp mà chúng tôi kiến nghị là cần đào tạo ra những giáo viên có cả kiến thức về về công nghệ, cả kiến thức về ICT. Những giáo viên đó mới có đủ điều kiện để trước hết dạy cho học sinh nắm được những nội dung cơ bản cần thiết của công nghệ theo tinh thần của ICT, trên cơ sở đó rèn luyện khả năng tổng hợp giải quyết những vấn đề lên quan đến công nghệ. 5 Nguyễn Tân Ân 2.1.2. Khuyến khích các bài kiểm tra tổng hợp của nhiều môn Kiểm tra hướng nội dung là kiểm tra xem học sinh biết cái gì. Còn kiểm tra hướng năng lực là kiểm tra xem học sinh có thể làm được gì từ những điều đã biết. Trong dạy học hướng nội dung, các đề kiểm tra thường là các câu hỏi kiểm tra kiến thức. Khi chuyển sang dạy học hướng năng lực người ta chú ý đến các bài kiểm tra tổng hợp nhằm đánh giá khả năng giải quyết vấn đề của học sinh trên cơ sở những kiến thức tổng hợp đã lĩnh hội được. Đây là cách kiểm tra rất tích cực. Tương lai cần phải thay việc thi tốt nghiệp phổ thông với 4 môn bằng thi tốt nghiệp với 4 bài kiểm tra tổng hợp để đánh giá khả năng giải quyết vấn đề trên cơ sở những kiến thức của nhiều môn được học ở bậc học phổ thông. Khi bàn đến việc ra đề kiểm tra năng lực, chúng tôi không có ý định đề xuất thay thế hoàn toàn các bài kiểm tra hướng nội dung bằng các bài kiểm tra hướng năng lực. Hướng nội dung vẫn là một phần của dạy học bởi lẽ trước hết phải trang bị cho học sinh một lượng tri thức nhất định, trên cơ sở đó, các em mới có thể xây dựng và nâng cao khả năng vận dụng những kiến thức có được vào giải quyết những vấn đề thực tế. Khi ra đề kiểm tra hướng năng lực, giáo viên thường tạo ra và đưa học sinh vào tình huống có vấn đề đủ lớn về nhận thức. Tiếp đó yêu cầu học sinh tìm phương án giải quyết tối ưu. Thực chất, giáo viên yêu cầu học sinh giải một bài toán tối ưu đa mục tiêu trong kĩ thuật. Trong trường hợp quá phức tạp người ta phải giảm độ tốt của nghiệm xuống, tức là thay việc tìm phương án tốt nhất bằng việc tìm phương án chấp nhận được. Nếu giáo viên nắm vững các chiến lược giải quyết vấn đề của công nghệ thông tin [2, 4],. . . họ có thể dẫn dắt các em lựa chọn, sắp xếp các công đoạn, các linh kiện,. . . nhằm đáp ứng được các mục tiêu đa dạng của kĩ thuật như đảm bảo yêu cầu kĩ thuật một cách tốt nhất, yêu cầu kinh tế (tiết kiệm nhất), dễ sử dụng, dễ thay thế sửa chữa, nâng cấp và phải đảm bảo yêu cầu mĩ thuật (đẹp nhất). Dưới đây là một số hướng ra đề mà người giáo viên liên môn Công nghệ và Tin học có thể tham khảo. Ra đề kiểm tra kiến thức cơ bản (kiểm tra hướng nội dung): Có thể kiểm tra theo các nội dung với hình thức như thông thường. Ra đề kiểm tra kiến thức tổng hợp và khả năng vận dụng (kiểm tra hướng năng lực): i) Nhóm đề sử dụng các phần mềm chuyên dụng để thiết kế (thiết kế máy phát sóng, thiết kế đồng hồ đếm thời gian trong các hệ điều khiển, thiết kế mạch cấp điện cho thành phố, thiết kế hệ thống giao thông, . . . ) thỏa mãn các yêu cầu cho trước. Thiết kế xong có thể thử nghiệm ảo ngay. ii) Nhóm đề phát hiện những qui luật, những mối liên hệ bên trong những đối tượng kĩ thuật để từ đó hoàn thiện sản phẩm: Cho một dãy số, yêu cầu điền con số hoặc những con số tiếp theo để hoàn thiện dãy; Cho một số các bộ phận cần thiết của một sản phầm kĩ thuật, yêu cầu chọn một trong những bộ phận cho trước ghép với các bộ phận đã biết để hoàn thiện sản phẩm. Học sinh phải quan sát, tìm hiểu thậm chí phải tính toán trên những yếu tố cho trước để phát hiện quy tắc, quy luật,. . . từ đó chọn bộ phận tiếp theo phù hợp. 6 Đào tạo giáo viên dạy học liên môn, khuyến khích các bài kiểm tra... Tư tưởng của vấn đề khai phá dữ liệu, tìm kiếm tri thức sẽ giúp các thầy cô sáng tạo ra những đề bài dạng này. iii) Nhóm đề lập lịch: Tìm dãy các công đoạn, dãy các thao tác hợp lí cho một quy trình kĩ thuật hoặc một quy trình sản xuất,. . . thỏa mãn các yêu cầu cho trước. Hướng giải quyết các vấn đề này dựa trên các phương pháp giải bài toán tối ưu truyền thống và không truyền thống. Có thể yêu cầu chỉ cần tìm giải pháp chấp nhận được hay giải pháp hợp lí mà không cố tìm giải pháp tối ưu. Từ những kiến thức về chiến lược giải quyết vấn đề, các phương pháp tìm kiếm lời giải [1, 2, 4], về các thuật toán và độ phức tạp thuật toán, các phương pháp tính toán phi truyền thống đã được học trong lĩnh vực ICT, các thầy cô sẽ vận dụng để sáng tác ra các bài kiểm tra mang ý nghĩa thực tế kĩ thuật cho học sinh. iv) Nhóm đề khó dưới dạng phát biểu không chỉnh [3]: Khuôn dạng của một đề bài kiểm tra thường như sau: Cho: Cái vào (cái cho trước); Cái ra (kết quả cần hướng tới); Giới hạn (hoặc không giới hạn) công cụ: Đó là những phương pháp tính toán, những định lí, định luật, cách làm,. . . trong chương trình đã học. Yêu cầu: Tìm lộ trình để từ cái vào ta có cái ra. Đề phát biểu không chỉnh là các đề cho cái vào, cái ra không rõ ràng, các phương pháp giải quyết vấn đề cũng không được chỉ ra hay giới hạn trong một phạm vi nhất định, không có giới hạn về thời gian hoàn thành sản phẩm hay công việc,. . . Đề không chỉnh là một dạng đề khó. Trong Công nghệ thông tin, những vấn đề như thế thường phải giải bằng những phương pháp tính toán phi truyền thống. Những yếu tố không được cho rõ ràng người giải quyết phải tự mình xác định lấy. Ví dụ: Cái cho trước của bài toán tìm phương án sửa, chữa, nâng cấp một quy trình công nghệ đã có của công ty đối với mỗi em học sinh khác nhau sẽ khác nhau. Những cái cho trước do chính học sinh phải tự nghĩ, tự khai thác trên cơ sở hiểu biết về công việc và hiểu biết về công ty. Em nào khai thác được nhiều tiềm năng một cách sáng tạo thì em đó có cái cho trước lớn. Em nào lười suy nghĩ, kém hiểu biết sẽ không thấy được nguồn lực của công ty,. . . sẽ có các điều kiện cho trước ít. v) Nhóm đề yêu cầu học sinh thực hiện các dự án kĩ thuật vừa sức. Điều này những nghiên cứu dạy học theo dự án cần được triển khai, áp dụng. Những nhóm đề trên đều hướng học sinh học tập và kiểm tra năng lực kĩ thuật của các em theo đủ các cấp độ: năng lực nhận biết, năng lực hiểu, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực sáng tạo rất thuận lợi. Rõ ràng để ra được những đề như trên người thầy phải được đào tạo cả hai lĩnh vực: Sư phạm Tin và Sư phạm Công nghệ. 7 Nguyễn Tân Ân 2.2. Một số ý kiến bàn luận Trong thời gian 4 năm đào tạo giáo viên dạy hai môn có khả thi không? Vấn đề là phải xem lại nội dung đào tạo của tất cả các ngành. Hiện nay chương trình đào tạo của cả Sư phạm Kĩ thuật và Sư phạm Tin [5] đều rất rườm rà. Rất nhiều môn vô bổ cần phải loại bớt. Những nội dung như soạn thảo văn bản, bảng tính điện tử, trình chiếu,. . . vẫn thấy được giảng ở các giảng đường đại học. Những bài thực hành nặng về tay nghề, ít về tư duy vẫn tồn tại. Những bài giảng về ngôn ngữ lập trình PASCAL mà học sinh được học khá nhiều ở phổ thông nay vẫn thấy sinh viên Sư phạm Công nghệ và Sư phạm Tin đang phải học. Cần phải loại bớt những nội dung không cần thiết và đưa vào những nội dung thích hợp, hiện đại. Nếu cần nâng thời gian đào tạo cử nhân sư phạm lên 5 năm và có chế độ đãi ngộ đối với giáo viên liên môn một cách hợp lí. Cần có cơ chế, chính sách hợp lí để có thể tuyển sinh viên giỏi vào sư phạm. Người thầy phải có kiến thức nhuần nhuyễn liên môn, trên cơ sở đó mới có thể giải thích những vấn đề phức tạp của cuộc sống một cách giản dị, tự nhiên làm cho học sinh dễ tiếp thu. Học sinh tiểu học có thể hiểu bài toán dự báo tình hình bão trong năm và giải quyết bài toán đó ở mức độ tiểu học là thành công lớn của người thầy. Cần phải có nhiều người thầy như thế nữa. Cần tăng cường cơ sở vật chất, tinh giản nội dung đào tạo và nâng cao chất lượng đội ngũ giảng viên các trường đại học sư phạm, nâng cao chất lượng đào tạo ở các trường đại học sư phạm là điều kiện hết sức cần thiết để thực hiện giảng dạy hướng năng lực cho học sinh phổ thông. Nếu chất lượng đào tạo ở các trường sư phạm không được nâng lên, nội dung đào tạo ở các trường sư phạm không được cải tiến, không thể nói đến giảng dạy hướng năng lực cho học sinh phổ thông. 3. Kết luận Dạy học hướng năng lực cho học sinh phổ thông là hướng đi đúng đắn trong sự nghiệp đổi mới giáo dục hiện nay. Nâng cao năng lực giải quyết các vấn đề trong cuộc sống cho học sinh phổ thông là giai đoạn đầu của việc nâng cao chất lượng nguồn nhân lực cho đất nước, đẩy nhanh sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa và cuối cùng là nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân. Để dạy học hướng năng lực có nhiều việc phải làm, một trong những việc cấp bách là phải nâng cao chất lượng người giáo viên bằng việc đào tạo giáo viên liên môn. Có nhiều cặp môn có thể liên kết với nhau trong đó môn Tin học là môn có thể liên kết với nhiều môn khác. Tuy nhiên Tin học liên kết với Công nghệ thể hiện nhiều thuận lợi. Trên cơ sở liên kết, cần khuyến khích những bài kiểm tra tổng hợp cần kiến thức của nhiều môn để đánh giá và hướng học sinh rèn luyện năng lực giải quyết vấn đề của bản thân. Kiến thức được học trong lĩnh vực ICT sẽ giúp ích rất nhiều cho các thầy cô giáo về những ý tưởng giải quyết vấn đề trong kĩ thuật. Cụ thể của chương trình đào tạo liên môn? Liên kết bao nhiêu môn đối với giáo 8 Đào tạo giáo viên dạy học liên môn, khuyến khích các bài kiểm tra... viên ở các bậc học khác nhau? Đối với các giáo viên đã được đào tạo một môn như trước đây thì sao? Vấn đề về chất lượng đội ngũ giảng viên ở các trường sư phạm đào tạo liên môn?... đó là những câu hỏi lớn cần được tiếp tục nghiên cứu và trả lời. Tuy nhiên chúng ta sẽ bàn đến những vấn đề này vào một bài báo khác. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tân Ân, 2012. Dạy học giải quyết vấn đề trong giảng dạy các phương pháp giải quyết vấn đề của Trí tuệ nhân tạo. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Volume 57, Number 5, 2012, tr. 21-31. [2] Phạm Trí Cao, 2009. Tối ưu hóa và ứng dụng. Nxb Thống kê, TP. Hồ Chí Minh. [3] George F. Fuger & William A. Stubblefield, 2000. Trí tuệ nhân tạo – Các cấu trúc & chiến lược giảo quyết vấn đề (Tập I, Tập 2). (Bản dịch của Bùi Xuân Toại, Trương Gia Việt). Nxb Thống kê, Hà Nội. [4] Hoàng Nghĩa Tý, 2013. Cấu trúc dữ liệu và thuật toán. Nxb Xây dựng. [5] Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 2009. Chương trình đào tạo đại học, cao đẳng theo hệ thống tín chỉ niên khóa 2009-2013. Hà Nội 2009. ABSTRACT Training teachers teaching multiple subjects, encouraging the synthetic test problem – one solution to formation technical capabilities for school students The article points out that oriented capacity teaching effectively, teachers need to have general knowledge of many subjects. After analyzing the relationship between tech- nology and information and communication technology, authors suggest need training teachers at two subjects: Technology and Informatic. This paper also presents several test technological capabilities of students to be creative on the basis of the idea of the strategy, the method to solve the problem of information technology. 9